Laboratorul de sănătate și exerciții al femeilor și Departamentul de Kinesiologie, Universitatea de Stat din Pennsylvania, University Park, Pennsylvania; și

Adresa pentru cereri de retipărire și alte corespondențe: N. I. Williams, Departamentul of Kinesiology, Women's Health and Exercise Laboratory, 108 Noll Laboratory, Penn State University, University Park, PA 16802 (e-mail: [email protected]).

Laboratorul de sănătate și exerciții al femeilor și Departamentul de Kinesiologie, Universitatea de Stat din Pennsylvania, University Park, Pennsylvania; și

Laboratorul de sănătate și exerciții al femeilor și Departamentul de Kinesiologie, Universitatea de Stat din Pennsylvania, University Park, Pennsylvania; și

Laboratorul de sănătate și exerciții al femeilor și Departamentul de Kinesiologie, Universitatea de Stat din Pennsylvania, University Park, Pennsylvania; și

M. S. Hershey Medical Center, Departamentul de Obstetrică și Ginecologie, Pennsylvania State University College of Medicine, Hershey, Pennsylvania

Laboratorul de sănătate și exerciții al femeilor și Departamentul de Kinesiologie, Universitatea de Stat din Pennsylvania, University Park, Pennsylvania; și

Abstract

neregulile menstruale la femeile active fizic și sportivele sunt observate frecvent. Inegalitățile raportate frecvent și ratele de prevalență corespunzătoare includ defecte de fază luteală (29%), anovulație (20%), oligomenoree (7%) și amenoree (37%) (12). Un număr mare de dovezi într-o varietate de specii de mamifere au demonstrat o legătură cauzală între deficiența cronică de energie și suprimarea funcției reproductive care implică inhibarea centrală a pulsatilității hormonului care eliberează gonadotropina (GnRH) (34). La om, deficiența energetică pe termen lung poate duce la amenoree hipotalamice funcționale (FHA) și, prin urmare, la scăderea expunerii la estrogeni, diminuând impactul estrogenului asupra reglării osoase, reproductive și cardiovasculare, rezultând adesea osteopenie (29, 34), fracturi de stres (1, 3, 5), infertilitate tranzitorie, dislipidemie și afectarea funcției endoteliale (14, 15, 26). Studiile prospective susțin un rol cauzal al disponibilității scăzute a energiei asupra suprimării funcției de reproducere care apare frecvent la femeile active și la sportivele de sex fizic (6, 20, 39).

Prezentare generală a proiectării experimentale.

Acest studiu a utilizat un design prospectiv randomizat care a folosit hrănirea controlată și exercițiile de laborator supravegheate pe parcursul a trei cicluri menstruale la femeile tinere, neantrenate, premenopauzale, eumenoreice. Studiul a fost realizat pe o perioadă de 3 ani, cu cohorte anuale recrutate în toamna anului universitar și urmate până la sfârșitul semestrului de primăvară. Antrenamentul controlat pentru hrănire și exerciții fizice a început după screening și perioadele de bază, fiecare perioadă durând un ciclu menstrual. Toate fazele intervenției au fost ancorate la ciclurile menstruale ale subiecților și fiecare fază de studiu a constat dintr-un ciclu menstrual (ciclul de intervenție 1, ciclul de intervenție 2, și ciclul de intervenție 3). O perioadă poststudială de 1 săptămână în care dieta și exercițiul fizic au rămas controlate au permis măsurările postintervenție. Proiectarea studiului este ilustrată în Tabelul 1. Alocările grupurilor s-au bazat pe niveluri variabile de deficit energetic create printr-o combinație de restricție calorică și exerciții fizice, astfel încât un grup a rămas în echilibrul energetic și patru grupuri au fost în grade diferite de deficit energetic. Au fost efectuate evaluări repetate ale stării menstruale, a stării metabolice și a compoziției corpului.

Tabelul 1. Proceduri experimentale

RMR, rata metabolică de repaus; CBC, hemoleucogramă completă; V ‡ o 2max, capacitate aerobă maximă. Notă: testarea compoziției corpului de la mijlocul studiului a avut loc în timpul ciclul de intervenție 2 pentru majoritatea subiecților, dar la unii subiecți a apărut în timpul ciclul de intervenție 3.

Subiecte.

Criteriile de includere pentru studiu incluse 1) fără antecedente de afecțiuni medicale grave, 2) nu există dovezi actuale ale alimentației dezordonate sau antecedente ale unei tulburări alimentare, 3) vârsta de 18-30 de ani, 4) greutate 45-75 kg, 5) grăsime corporală 15-35%, 6) IMC 18-25 kg/m 2, 7) nefumător, 8) nu se utilizează medicamente care să modifice nivelul hormonilor metabolici, 9) nicio pierdere/creștere semnificativă în greutate (± 2,3 kg) în ultimul an, 10) 5,0 ng/ml) în timpul ciclului inițial pentru confirmarea ovulației. Calendarele menstruale au fost folosite pentru a documenta sângerările menstruale (și, prin urmare, durata ciclului) și apariția crampelor sau a altor simptome menstruale.

Dacă subiecții au fost considerați sănătoși și au avut cel puțin două cicluri ovulatorii succesive, au fost randomizați în grupuri de subiecți.

Grupări de subiecte.

Starea menstruală.

Durata ciclului menstrual și simptomele menstruale au fost documentate pe tot parcursul studiului cu calendare menstruale. Probele zilnice de urină au fost colectate în timpul liniei de bază și cicluri de intervenție 1–3 conform metodelor publicate anterior (36). Expunerea la estrogeni și progesteron, confirmarea stării ovulatorii, prezența sau absența defectelor fazei luteale și lungimile fazelor foliculare și luteale au fost determinate prin analiza metaboliților urinari zilnici de estronă-1-glucuronidă (E1G), glucanidă de Pregandiol (PdG), și midcycle LH după finalizarea studiului utilizând metode publicate anterior (11). Tulburările menstruale caracterizate au inclus defecte de fază luteală, cicluri oligomenoreice și cicluri anovulatorii. Două tipuri de defecte de fază luteală, faze luteale scurte (o 2 max a fost determinată în timpul screening-ului, liniei de bază, a fiecărui ciclu de intervenție și post-studiu. V 2 o a fost determinată dintr-un test de exercițiu incremental pe o bandă de rulare la epuizarea volitivă utilizând modificarea Astrand Protocol, utilizând calorimetrie indirectă (Sensormedics Metabolic Cart model nr. 229; Sensormedics, Yorba Linda, CA) (28).

Prelevarea de sânge.

Pentru toate probele de sânge, subiecții au fost postiti peste noapte înainte de recoltarea de sânge, care a avut loc între 0700 și 1000 la GCRC după culcare în decubit dorsal timp de ≥15 min. Sângele a fost lăsat să se coaguleze 1 oră înainte de centrifugare. Serul a fost depozitat la -20 ° C până la o analiză ulterioară.

Analize biochimice.

Statistica și analiza datelor.

Tabelul 2. Caracteristicile demografice de bază ale subiecților studiați clasificați pe grupe

Valorile sunt exprimate ca medii ± SE. EXCON, controale de exerciții; ED, deficit energetic (grupurile 1–3); AP, activitate fizică.

a Date din jurnalele de dietă de 3 zile.

Respectarea prescripțiilor de dietă și exerciții fizice.

Aportul caloric prescris și aportul caloric real au variat

Tabelul 3. Parametrii echilibrului energetic mediat pe ciclurile de intervenție 1-3 pentru fiecare grup

EXCON (n = 8) ED1 (n = 6) ED2 (n = 12) ED3n = 8)P Valoare (efect de grup)Aport alimentar, kcal/zi2.236 ± 871.845 ± 57 a 1,814 ± 43 a 1.321 ± 17 a, b, c A 495 ± 35 b 507 ± 30 b 0,001AP fără conexiune, kcal/zi575 ± 49586 ± 58703 ± 50672 ± 600,265RMR, kcal/zi1,256 ± 431.230 ± 671,333 ± 411.250 ± 400,288Deficitul/surplusul de energie, kcal/zi+80 ± 34−162 ± 45 a −470 ± 51 a, b −813 ± 72 a, b, c A −22 ± 3 a, b −42 ± 3 a, b, c a Semnificativ diferit de EXCON, P b semnificativ diferit de ED1, P c semnificativ diferit de ED2, P o 2 max, greutatea corporală și compoziția corporală și hormonii metabolici.

Intensitatea efectivă a antrenamentului pe parcursul intervenției nu a fost diferită între grupuri și a fost de 76-79% din ritmul cardiac maxim (interval 73-89%) pentru toți subiecții. V ̇ o 2 max s-a îmbunătățit semnificativ (efect de timp P o 2 max = 37,9 ± 0,7 ml · kg −1 · min −1 și post-V ̇ o 2 max = 44,2 ± 1,6 ml · kg −1 · min −1). Greutatea corporală a scăzut semnificativ în timp (P 0,05), dar T3 a scăzut semnificativ în toate grupurile, cu excepția EXCON. În mod similar, IGF-I nu a fost diferit între grupurile inițiale (EXCON 379,4 ± 30 mg/ml, ED1 346,8 ± 23 mg/ml, ED2 399,9 ± 30 mg/ml și ED3 366,0 ± 29 mg/ml), dar a scăzut semnificativ peste timp în toate grupurile, cu excepția EXCON.

zilnic

FIG. 1.Modificarea greutății corporale (kg; A), masă fără grăsimi (kg; B), masa de grăsime (kg; C),% grăsime corporală (D), triiodotironină (T3; E) și IGF-I (ng/ml; F) de la linia de bază până la ciclul de intervenție 1 (Int 1), ciclul de intervenție 2 (Int 2) și ciclul de intervenție 3 (Int 3) (A) sau de referință, studiu mediu și post-studiu (B-F) în toate grupurile. A: greutate corporală (kg) exercitarea controalelor (EXCON), n = 8; deficit energetic (DE) 1, n = 6; ED2, n = 12; ED3, n = 8. B: masa fără grăsimi (kg) EXCON, n = 6; ED1, n = 6; ED2, n = 11; ED3, n = 8. C: masa de grăsime (kg) EXCON, n = 6; ED1, n = 6; ED2, n = 11; ED3, n = 8. D:% EXCON grăsime, n = 6; ED1, n = 6; ED2, n = 11; ED3, n = 8. E: T3 EXCON, n = 6; ED1, n = 5; ED2, n = 11; ED3, n = 8. F: IGF-I EXCON, n = 6; ED1, n = 5; ED2, n = 11; ED3, n = 8. Pentru A-E, ANOVA cu efecte principale de măsurare repetată cu testare post hoc, folosind corecția Bonferroni pentru a izola efectul de timp: un ED1 vs. de bază, P b ED2 vs. de bază P c ED3 vs. de bază, P și ED1, P b ED2, P c ED3, P

Efectele intervenției asupra caracteristicilor ciclului menstrual.

Nu s-au observat modificări semnificative ale lungimii ciclului menstrual sau ale lungimii fazei foliculare în niciun grup (Tabelul 4). Lungimea fazei luteale a scăzut semnificativ în timp în toate grupurile (P

Tabelul 4. Efectele intervenției asupra duratei ciclului menstrual

Valorile sunt exprimate ca medii ± SE.

o vreme, P b Timpul, P = 0,01 vs. ciclul de bază; ANOVA cu măsuri repetate pe fiecare grup separat.

Tabelul 5. Nu. și procentul corespunzător de subiecți cu cel puțin 1 din fiecare tip de tulburări menstruale/totalul subiecților din fiecare grup pentru fiecare ciclu de intervenție

LPD, defect de fază luteală. Notă: totalurile intervenției reflectă nr. a subiecților care au avut cel puțin o tulburare menstruală în timpul cicluri de intervenție 1–3. Dacă subiecții au avut mai multe tulburări, aceștia au fost numărați o singură dată. Coloana Total Toate grupurile reflectă nr. a subiecților care au avut cel puțin o tulburare atunci când au fost luate în considerare toate grupurile. Dacă subiecții au avut mai multe tulburări, aceștia au fost numărați o singură dată.

FIG. 2.Frecvența fiecărei tulburări menstruale observată în timpul intervenției în fiecare grup. Datele sunt raportate ca medii ± SE din suma totală a perturbărilor pe grup. a Semnificativ diferit de EXCON; b diferă semnificativ de EXCON și ED1. Datele sunt raportate ca mijloace ± SE.


FIG. 3.Deficitul energetic zilnic mediu (%) experimentat pe parcursul fazelor de studiuA) și suma tuturor tulburărilor menstruale din cadrul intervenției pentru fiecare grup (B). Datele sunt raportate ca mijloace ± SE. A: un ED1 semnificativ diferit de EXCON; b ED2 semnificativ diferit de EXCON; c ED2 semnificativ diferit de EXCON și ED1; d ED3 diferă semnificativ de EXCON, ED1 și ED2. B: o diferență semnificativă de EXCON; b diferă semnificativ de EXCON și ED1. Datele sunt raportate ca mijloace ± SE.

Când toți subiecții din toate grupurile au fost considerați împreună într-o analiză de regresie liniară multiplă în trepte pentru a prezice frecvența tuturor tulburărilor menstruale, s-a observat o relație doză-răspuns între frecvența tuturor tipurilor de tulburări vs. amploarea deficitului energetic. Adică, procentul mediu de deficit energetic a fost un predictor semnificativ al frecvenței tulburărilor menstruale (f = 10,1, β = -0,49, r 2 = 0,24, P = 0,003). Interesant este că pierderea în greutate în kilograme, pierderea de grăsime în kilograme și modificarea RMR nu au fost predictori semnificativi ai frecvenței tulburărilor menstruale atunci când au fost incluși în model.

Acesta este primul studiu care demonstrează o relație doză-răspuns între magnitudinea deficitului de energie și frecvența tulburărilor menstruale legate de efort. De asemenea, acest studiu demonstrează două constatări clinice importante. 1) Când femeile tinere experimentează echivalentul expunerii a trei cicluri menstruale la un deficit energetic cuprins între -8 și -42% din necesarul lor energetic tipic, cea mai frecventă formă de tulburare menstruală care apare este defectele de fază luteală caracterizate fie prin scurt ( Institutele Naționale de Granturi pentru Sănătate RO1-HD-39245-01 (NI Williams) și M01-RR-10732 și Departamentul de Kinesiologie, Laboratorul de Sănătate și Exercițiu al Femei, Universitatea Penn State .

Autorii nu au nimic de dezvăluit.

N.I.W. concepția și proiectarea cercetării; N.I.W. și H.J.L. efectuat experimente; N.I.W., H.J.L., B.R.H. și M.J.D.S. date analizate; N.I.W., R.S.L. și M.J.D.S. interpretarea rezultatelor experimentelor; N.I.W. figuri pregătite; N.I.W. manuscris redactat; N.I.W., J.L.L., R.S.L. și M.J.D.S. manuscris editat și revizuit; N.I.W. versiunea finală aprobată a manuscrisului.

MULȚUMIRI

Mulțumim Ann Cathcart, Thom Parrott, Brian Frye, Kelly Dougherty, Meredith Snook, Erica Richards și Jackie Gardner pentru contribuțiile lor importante la această cercetare. Apreciem, de asemenea, cooperarea extraordinară a subiecților studiului și asistența de specialitate a personalului GCRC.